CN102188806A - 含旋转构件的羽毛球和羽毛球球体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新型的羽毛球，包含有不依附于球裙(12)的独立旋转构件(15)。所述旋转构件(15)有很多种结构，最优的是包括数个旋转风阻翼片(152)或旋转风阻壁面(153)。所述旋转风阻翼片(152)或旋转风阻壁面(153)最好和羽毛球的横截面形成一个绕轴方向的倾斜角(B)。独立设置的旋转构件(15)效率更高，并可以使羽毛球的重量、重心位置和重量分布更便于控制。本发明羽毛球的旋转构件(15)和球裙(12)都各自可以做成独立成型的配件，以提升总体性能并方便生产。本发明还涉及包含有旋转构件(15)的羽毛球球体。

Description

含旋转构件的羽毛球和羽毛球球体

技术领域

本发明涉及一种羽毛球和羽毛球球体。

背景技术

采用人工材料代替天然鹅鸭羽毛来制作羽毛球是产业界和羽毛球运动界的一个久远的梦想。因为鹅鸭毛羽毛球的耐打性太差，导致运动员频频换球，并使打球成本大大提高；同时鹅鸭毛羽毛球生产工艺繁杂、材料本身的成本也较高。但是，这种材料替换所隐藏的技术困难决非一般人所能想象。产业界开展相关的研究工作已经超过20年，但到目前为止，还没有任何一种人工材料代替鹅鸭毛制成的羽毛球在综合性能上达到优质鹅鸭毛羽毛球的水平。现有塑料羽毛球的综合性能根本满足不了水平稍好的业余选手的技术要求，更是被专业运动员所遗弃。直到2008年，才开始出现具有实用价值的羽毛球专用人工羽毛；到2010年，才有采用人工羽毛制成的羽毛球上市。但这种采用人工羽毛制成的羽毛球仍然存在旋转速度不够、生产工艺复杂或者是超重的问题，还是没有完全达到优质鹅毛球的水准。可以说，人工材料代替鹅鸭羽毛来制作羽毛球是一个困扰产业界二十多年的世界性技术难题。

影响羽毛球综合性能的，共有七大要素：重量、重量分布、重心位置、球体支撑强度、正面风阻力(或称轴向风阻力)、绕轴风阻力(或称旋转风阻力)和抗击打耐力。相应地就产生三对矛盾和三大技术难关。三对矛盾是：重量和球体支撑强度及抗击打耐力的矛盾；重量和正面风阻力的矛盾；重量和旋转风阻力的矛盾；三大技术难关是：材料关、结构关和工艺关。这七大要素、三对矛盾和三大技术难关的任何一项解决不好，羽毛球就无法实用，也就不能被运动员所接受，难以在商业上取得成功。因此在考核一种羽毛球新技术是否实用时，要从上述七大要素、三对矛盾和三大难关进行综合评判。换句话说：小小的羽毛球实际上是一个系统工程，包含了多个子系统，各个子系统之间紧密关联，相互影响，任何一个子系统的微小调整都会带动全系统综合性能的改变。从检索到的跨度超过20年的专利说明书来看，绝大部分是针对某一子系统的单独改造，而且大都是基于理论假想的设计，未经实际验证。所以几乎全部都不具有实用性、或者无法实现。也正是这个原因，才历经20余年，截止到2008年，除了鹅鸭羽毛球和性能有缺陷的塑料羽毛球之外没有任何具实用价值的新型羽毛球出现。

重量、重量分布和旋转是目前球体材料人工化过程中最难解决的要素。现有的塑料羽毛球和人工羽毛的球裙部分大都超重。羽毛球的重心最好落在球头和球体连接部附近。如果裙部太重，重心上移，羽毛球极易翻滚；如果裙部过轻，重心过于下移，则球头下坠，也影响性能。但从工程技术上来讲，羽毛球裙部的重量越轻越好，因为在保证羽毛球球体有足够支撑强度的前提下把球裙做得更轻是一个高难的技术问题，而掌握了超轻的裙部制造技术后，再进行配重则是很容易解决的。有些人工材料羽毛球为了减重，就把球裙支杆做得很细、球裙做得很薄。重量是达标了，但强度不够了，球也不旋转了。羽毛球是否能稳定旋转是非常关键的。绕轴风阻力就是用来推动羽毛球绕轴旋转的。羽毛球飞行时绕轴旋转不但可以稳定其飞行过程，而且能有效消耗部分飞行动能，在羽毛球被大力扣杀时，有一定的减速作用，使其飞行速度更符合运动的要求。所以说，人工材料羽毛球的开发永远面临六大要素、三对矛盾和三大难关的互相制约，只考虑某一方面的性能是不行的。

一个标准羽毛球包括16根羽毛，整球重量在4.74克到5.50克之间，这种重量范围并非是允许误差的概念，而是在不同的海拔高度或不同的大气压下有不同的重量要求。重心大约落在球头和球体的连接部分附近。其中：单根毛片的重量在0.13克以下，15根或16根羽毛的总重最好控制在2.00克以下，优质羽毛球的单根毛片的重量在0.10克左右，其中构成风阻球部的羽片部分的总重量大约在0.50～0.75克之间；球头重量大约在2.2克到2.6克之间；两个过胶线圈约0.30克；利用胶水进行配重，范围大约在0.2～0.5克，有时候在球头处也采用其它小物件进行附助配重。羽毛球对重量的变化非常敏感，其敏感度达到0.1克数量级，而单片羽毛对重量的敏感度则达到了0.01克数量级。比如说，每片羽毛取得0.01克的减重，则整球可以获得0.15克以上的减重，这个重量的变化足以让羽毛球的质量等级大大提升。

塑料球的重量一般都在5.20克以上，其中球裙部分的重量多数超过0.7克。塑料羽毛球的球裙太软，并且是多孔结构，因此风阻力严重不足，所以只能充当业余选手的练习用球。那么，是否可以把球裙做得更薄一些以减轻重量呢？或者表面不留穿透孔以加大风阻呢？答案是：不能。原因是：(1)、功能上不允许，因为球裙再薄一些，就更软了，抗风阻支撑力不够，扣杀时会变形；(2)、工艺上很难达到，因为塑料注塑工艺的模具腔壁会形成一个冷凝膜，厚度接近0.10mm，这个冷凝膜会阻碍熔融树脂流动。实际情况是，采用常规注塑工艺，很难生产出厚度低于0.16mm的薄片。提高模具温度可以降低冷凝膜的厚度，但作用有限，而且这样做存在一个脱模冷却、合模加温的缓慢过程，生产效率非常低。现有塑料球的穿孔式球裙厚度已经做到了接近0.16mm的极限值；(3)、表面采取很多穿透孔的情况下，还略有超重，若不留孔，超重就更严重了。综上所述，现有塑料球如果不在结构上进行突破性改造，性能很难再有进一步的提升。

标准鹅鸭羽毛球的羽片是按顺序一片叠压着另一片的，每个羽片和羽毛球的圆锥面形成一定的偏转角度，正是这种按顺序叠压的结构和偏转角度的存在，使羽毛球在达到一定飞行速度时，每片羽片都会产生相同方向的绕轴旋转力，使羽毛球绕轴向旋转。

塑料羽毛球则是利用球裙表面左右方向上不同大小的穿透孔来产生绕轴方向的风阻压力差，形成绕轴旋转力。由于是多孔结构，使其有效风阻面的面积大大减少，以致羽毛球的正面风阻力和旋转风阻力均显不够。上述的双重缺陷，使得现有塑料羽毛球在大力扣打时速度太快，并使其飞行轨迹不符合专业运动的要求。也有的塑料羽毛球在小小的球裙支杆上做文章。塑料球的球裙支杆横截面一般都做成菱形，当把横截面菱形的两边倾斜角做得不一样时，就会产生一定的旋转力。但由于减重原因，腰部以上的球裙支杆都很细，无法产生旋转力。只有接近球头位置的部分球裙支杆有一定的旋转作用，但能够作用到这一部位的大部分气流又被球头所阻挡，因此这种旋转力是远远不够的。

1993年3月17日授权的922076111专利中，在羽毛球上设计了3到5条倾斜的叶片，并在叶片尾端设置了响哨，从而可以推动羽毛球旋转并发出响声。该专利说明书中没有说明这种叶片的制作方法和位置，从说明书附图中可以看出，这种叶片是从裙部顶端一直延伸到球头位置，显然其大部分是依附于球裙表面的。这种羽毛球是一种玩具用球，不是通常意义所称的羽毛球。

1993年10月6日公开的931007704专利中也有能够旋转的技术方案。方案一是使每根球裙支杆成螺旋式倾斜，从而促使球体旋转。此方案实际上是不可行的，因为出于重量控制的目的，球裙支杆不可能粗到足以生产旋转力。方案二是利用球裙本体的材料折叠而成数个倾斜羽翅，从而促使球体旋转。方案二具有较强的可行性，但对于球裙材料的选择将是一个巨大的考验，因为现有的所有人工材料羽毛球，其球裙都是超重的，再增加折叠部位，超重就更严重了。恐怕正是因为这个原因，此方案到现在已历时17年有余也还未能得以实施。

1995年5月31日公开的941091791专利中，利用球裙形成波浪形的左右不均衡开口来生产绕轴风阻压力差，从而促使球体旋转。这种方案实际上和现有塑料羽毛球的方案是等同的。因此其存在的问题也是一致的。

1995年7月26日授权的942464680专利中，利用构成球裙的数十个翼片(原说明书的接条18)的厚度差来形成一定的倾斜度，从而在飞行时产生旋转风阻力。应当知道，要能达到产生旋转风阻力的程度，其厚度差的数量级必然是毫米级的。现有厚度小于0.2mm的塑料羽毛球都已超重，那么厚度达毫米级的球裙，其超重缺陷是不言而喻的。也就是说这种方案解决不了重量和旋转风阻力的矛盾，不具有实用性。

2008年12月13日授权的2007201082413专利中，采用吹塑料一次成型的方法制成球体，球裙部分模仿天然鹅鸭羽毛球的造型，依靠每个羽片的偏转角度来产生旋转力。但这个方案存在两方面问题，使其无法实现：一是在成型工艺上是个巨大的挑战，因为吹塑成型要求制品只能有一个开口，而本案例中，却有十多个存在制品周围的缝隙；二是整球重量和球裙支撑强度之间的矛盾、以及整球重量和正面风阻力或旋转风阻力之间的矛盾均无法解决，要么太重，要么太软。因此不具有实用性。

近年出现的人造羽毛制成的羽毛球，所存在的问题在于：多数可用于人造羽毛的羽梗材料，在比强度(机械强度和试样重量的比值)上都远远不及鹅鸭羽毛的羽梗，特别在刚性上不容易达到鹅鸭羽毛的强度，同时人工羽片材料的挺括性(刚性)也不如鹅鸭羽毛。在纵向上因为有球裙支杆的支撑，使其提供正面风阻力并不成问题。但在绕轴方向上是没有任何支撑的，当绕轴风阻力达到一定数值时，羽片就会变形，难以产生足够的绕轴风阻力；或者，羽毛球的羽片叠压顺序很容易被打乱，羽毛球在飞行时，导致羽片上的绕轴旋转力方向不一，使羽毛球不能绕轴向旋转，或旋转速度不够。

上述能够产生旋转的各个案例中，不管是现有的鹅鸭羽毛球、塑料羽毛球和人工羽毛制羽毛球还是并不具有现实可行性的另几个案例，其基本情况是：有的是通过羽片本体的偏转设置来生产旋转风阻力；有的通过设置在球裙本体上的不对称穿透孔来产生旋转风阻力；有的是能够产生旋转功能的羽翅或叶片都必须依附于球裙而存在。也就是说各种方案有个共同的特点是：羽毛球的球裙承担了产生轴向风阻力和绕轴旋转力的双重任务。对于人工羽毛制羽毛球和塑料羽毛球来讲，由于材料和成型工艺的限制，导致球裙很难胜任这种双重任务。如果把正面风阻和绕轴风阻两种任务分别由不同的构件来承担是否可以改善整球性能呢？这就是本发明所要解决的问题出发点——方法是对羽毛球的结构进行改良，增设一定数量的旋转构件来专门负责产生绕轴旋转力，球裙本体则专司轴向风阻力。如此一来，则可以在减轻球体重量特别是减轻裙部重量的同时获得更大的绕轴旋转力和轴向风阻力，更重要的是，这种独立设计的方案具有现实可行性。旋转构件独立设置的具体好处在于：使分别专门针对球裙或旋转构件的针对性设计和各自分别独立生产的工艺成为可能，并可以在不增加整球重量甚至是减轻整球重量的前提下，使羽毛球正面风阻力和绕轴风阻力双双得以提升，从而大大提升羽毛球的综合性能。独立设置的旋转构件，有了更大的设计选择余地，可以加大其旋转风阻面的偏转角，从而可以在减少其总面积的情况下，绕轴旋转力却提升了，取得减重和增速的双重效果。如果在此基础上进一步使旋转风阻面沿绕轴方向或左或右地倾斜，则绕轴旋转力的提升效果就更突出了。专门设置的球裙，可以做成一个整体，因为有球裙支杆的支撑，球裙材料再怎么软也无所谓，从而可以选择更薄、更轻、更牢固的材料来制作。

如果将上述旋转构件或球裙进一步分离出来，各自形成独立成型的配件，则某些优势可以得到进一步发挥。因为球裙或者旋转构件和球裙支杆做成一体结构时，存在以下一些负面影响因素：第一，球裙支杆和球裙或者球裙支杆和旋转构件之间对机械性能上的要求是不同的。出于重量的考虑，球裙或旋转构件的翼片要求尽量溥，而超薄片体在注射成型时，就不能选择太硬的塑料。反之，球裙支杆的刚性要尽量高，因此球裙支杆的选料就要适当偏硬。这样，两种构件之间在选料上就出现了矛盾。第二，要最大程度地减轻旋转构件的重量，同时又要提升其旋转风阻力，则旋转构件的结构会相对复杂，相应的注塑模具就会变得很复杂。如果再把球裙支杆做到一起，则对模具设计和加工形成巨大的挑战，成本会非常高；而有些更复杂的连体结构则根本是不可能注射成功的。分开独立成型后，上述困难就迎刃而解了。

当然，多种构件做成一体结构并一次成型的好处也是有的，那就是生产效率比较高，球体牢固度比较好。因此，对于要求不是特别高的羽毛球，各个构件采用一体结构但又各自独立的方案也是可选的。

本发明羽毛球的球裙可选择的余地很大，一般的轻质高强片状材料都可以用来制作所述的球裙，最优选的材料是无纺布、涤丝纺布料或发泡塑料膜。

至少有两种类型的构件可以产生更大的绕轴风阻力。一种是旋转风阻翼片或称旋转翼片，在横向上，这种旋转翼片的风阻面和羽毛球的圆锥面形成一个偏转角；在纵向上，这种旋转翼片的风阻面和羽毛球的横切面形成一个绕轴方向的倾斜角。另一种结构比较特别：旋转构件包含两个相互间有高低落差的平面或曲面，高位面和低位面之间的连接壁面就可以用来充当所述的旋转风阻面。高位面和低位面之间的至少一个连接壁面包含有如下特性的旋转风阻面，所述旋转风阻面和羽毛球的圆锥面之间存在一个偏转角，并且和羽毛球的横切面形成一个绕轴方向的倾斜角。真正高效的旋转风阻面是没有穿透孔的，但如果要刻意加上几个穿透孔也未必不可，有时候还能减重。

发明内容

本发明说明书和权利要求书在涉及方位或方向的描述时，统一遵循以下约定：1、涉及上下方位时球头方向为下，球裙方向为上；2、在涉及旋转风阻壁面的高低方位时，靠近羽毛球中心轴的方向为低位，反之为高位；3、和羽毛球中心轴平行的方向为纵向或轴向，和羽毛球中心轴垂直的方向为横向。

本发明要解决的技术问题是提供一种实用的新型羽毛球和羽毛球球体。

为解决上述技术问题，本发明的一种羽毛球，包括球头、球裙和球裙支杆，一般还包含有加固圈，其特征在于：该羽毛球还所含有不依附于球裙的旋转构件，所述旋转构件专门用来在羽毛球飞行时使球体旋转或促进球体旋转。所述旋转构件可以设置在球头和球裙之间的羽毛球腰部位置上，也可以设置在球裙上方的羽毛球顶部位置上，或者安装在球头上。

所述旋转构件可以做成独立成型的配件，也可以和球裙支杆一起做成一体结构。所谓“独立成型的配件”或“独立配件”是指该构件是单独生产的配件；所谓“一体结构”是指构件之间是连体不可分离的，而不是相互装配上去的。相应的，所谓“独立构件”则是指在形体上是独立的构件，但并不一定形成可分离的“独立配件”。独立成型的旋转构件可以包括一道、两道或更多道加固圈。

为了最大程度地减轻整球重量并增大轴向风阻力，羽毛球的全部球裙或部分球裙最好采用独立成型的构件。球裙可以做成一个整体，也可以由数支单片的羽毛构成；球裙也可以做成几个部分，各部分采用不同的材料或工艺。无纺布、涤丝纺布和发泡塑料膜都可以用来制作球裙，其中尤其以无纺布为再佳，因为无纺布可以很方便地采用塑料焊接技术来拼接。

所述旋转构件包含有如下特性的旋转风阻面：所述旋转风阻面和羽毛球的圆锥面之间存在一个偏转角。所述风阻面是指羽毛球向前飞行时迎向空气流，从而能产生风阻力的实体平面或曲面；能产生绕轴风阻力的风阻面就叫旋转风阻面。所述偏转角最好是锐角，但当所述的旋转风阻面还向左或向右倾斜时，这个偏转角可以是直角。

为了进一步增大旋转风阻力，可以将上述旋转风阻面沿绕轴方向倾斜。也就是说，当羽毛球球头向下、球体竖直摆放时，从正面来看，这个旋转风阻面是向左或向右倾斜的。或者说：旋转风阻面和羽毛球的横截面之间存在一个绕轴方向的倾斜角。所述倾斜角尽量要小于80度，最好是小于75度，特别是在45度到70度之间时效果最好。

调整旋转风阻面的大小、偏转角度、旋转风阻面间夹角、倾斜角度或螺旋度的大小可以相应改变羽毛球飞行时的绕轴旋转速度。

最好的的风阻面是长条形平面、曲面或螺旋曲面，尤其是由两条互成夹角的长条形曲面构成的风阻面为最佳。这种长条形旋转风阻面的宽度一般要大于1mm，最好是在1.0mm～5.0mm之间。长条形旋转风阻面长宽比尽量大于3∶1，最好大于4∶1。宽度在1.5mm～3.0mm之间、长宽比在4∶1到8∶1之间的长条形风阻面效率最高，在工艺上也最容易解决。

旋转构件可以包含数个旋转风阻翼片，简称旋转翼片。所述旋转风阻翼片包含至少一个如上所述的旋转风阻面。旋转风阻翼片还可以有两个或两个以上风阻面，两个风阻面的一边连接在一起，互相之间形成一个夹角，在互成夹角的两个风阻面中，至少一个风阻面是旋转风阻面。这种包含旋转翼片的旋转构件简称为翼片式旋转构件。上述翼片式旋转构件可以配合一道或两道加固圈做成一个独立的配件，也可以直接和球裙支杆一起一次成型。

最简单而有效的旋转构件是由数个带有两个或两个以上小孔的长条形轻质片状材料制成旋转风阻翼片。两根或多根球裙支杆分别穿过旋转翼片的小孔，并使旋转翼片形成一头高一头低的结构形态，这种旋转构件设置在球裙支杆的腰部位置或者设置在紧挨球头的位置上。这种旋转翼片也可以制成两个风阻面，两个风阻面之间形成一个夹角，这样的结构可以使绕轴旋转力更大。这种旋转构件的全部或部分旋转翼片还可以设计成一定的螺旋度。

为简化羽毛球生产工艺，也可以制作包括一个瓶盖状构件或一个加固圈配合旋转翼片的旋转构件。这种旋转构件包括一个瓶盖状构件或一个加固圈，瓶盖状构件或加固圈的四周边沿上排列着数个有一定倾斜度或螺旋度的旋转翼片，此旋转构件安装在球头上或者安装在球裙支杆的中间位置上。瓶盖状构件的盖底可以是封闭的，也可以是洞穿的，盖底四周有小孔，球裙支杆穿过这些小孔而插在球头上。加固圈上最好有小孔，球裙支杆穿过这些小孔从而固定旋转构件。旋转翼片上也可以打上小孔，球裙支杆穿过这些小孔，使旋转翼片更加稳固。没有小孔的旋转构件可以通过线圈来固定安装。

比较优选的方案是，所述旋转构件包括两道加固圈和数个旋转翼片。这种含有两个加固圈的旋转构件，在制作羽毛球时，依靠球裙支杆固定，安装在球裙支杆的腰部位置上，或紧挨着球头位置安装。加固圈上可以打孔也可以不打孔，没有小孔的旋转构件可以通过线圈来固定安装。

以下结构的旋转构件也可以起到很好的旋转作用：所述旋转构件至少包含两个相互间有高低落差的平面或曲面，高位面和低位面之间至少形成一个旋转风阻壁面。所述旋转风阻壁面就是壁面式的旋转风阻面。这种含有高低落差面的结构形式简称为高低面结构；这种包含旋转风阻壁面的旋转构件简称为壁面式旋转构件。所述旋转壁面可以是平面也可以是曲面。这种结构有很多种形状：所述高低面结构可以是梯田式或台阶式的高低面，高低面间的连接壁面就是旋转风阻面；所述高低面结构也可以是不规则凹坑或凹槽，迎向空气流方向的坑壁或槽壁就是所述的旋转风阻面；所述高低面结构还可以是一种波浪体结构，波浪体的顶部和底部分别构成高低曲面，顶部和底部的过渡连接壁面则构成所述的旋转风阻壁面；所述高低面结构还可以是反向的不规则凹坑或凹槽，所述反向是指凹坑或凹槽的开口是指向中心轴的方向，从羽毛球正面来看，就形成了凸出于旋转构件表面的隆起结构体，隆起结构体的顶部形成高位面，旋转构件的本体表面则形成低位面，高位面和低位面之间至少形成一个连接壁面，就是所述的旋转风阻壁面。上述壁面式旋转构件可以配合一道或两道加固圈做成一个独立的配件，也可以和球裙支杆一起做成一体结构。

在分体设计的指导思想下，可以进一步进行模块化整合，就是把十多根球裙支杆做成一体结构的球体底座，再分别和球头、旋转构件及球裙组装成一个整球。这样做的好处在于克服了以下不同方案的缺陷：一、现有优质的标准鹅鸭羽毛球是由16根羽毛构成羽毛球的主体，而将十多根分离的羽毛插在球头上是一个很繁杂的工作，生产效率较低，而且不容易保证所有的羽毛具有一致的偏转角度和锥度。如果把十多根球裙支杆做成一体结构，则大大提度生产效率，降低生产成本，而且更易于控制产品质量。二、对于旋转构件、球裙和球裙支杆全部一体的方案，高效的旋转构件存在较大的倾斜角，而这个倾斜角的存在，大大提升了塑料注塑模具的制作难度。分体设计后，单独的旋转构件可以很方便地制作出大倾角的注塑件。

模块化整合的方案如下：一种羽毛球，包括球头、球体底座、旋转构件和球裙四个分体构件；球体底座又包括数根球裙支杆和一个球头连接体，球裙支杆的一头固定于球头连接体上，并向同一边沿一锥体面扩散排列；球体底座通过球头连接体和球头相连接，旋转构件和球裙安装在球体底座的球裙支杆上。

为了提高对球裙的支撑力度，可以在上述模块化基础上增加一个球裙辅助支撑件，所述球裙辅助支撑件又包括加固圈和数根球裙支杆，旋转构件和球裙辅助支撑件安装在球体底座的球裙支杆上，球裙再安装在球体底座和球裙辅助支撑件的球裙支杆上。

包含有旋转构件的羽毛球球体作为羽毛球的核心配件，可以单独存在，本发明要求保护如下结构的羽毛球球体：一种羽毛球球体，包括数根球裙支杆、加固圈和球头连接体，球裙支杆的一头固定于球头连接体上，并向同一边沿一锥体面扩散排列，球裙支杆通过加固圈来进一步固定并保持相互间的距离，其特征在于：该羽毛球球体还包含有可以在羽毛球飞行时使球体旋转或促进球体旋转的旋转构件，所述旋转构件至少包含两个相互间有高低落差的平面或曲面，高位面和低位面之间至少形成一个旋转风阻壁面。最好将所述球裙支杆、加固圈、球头连接体和旋转构件做成一体结构。

上述羽毛球和羽毛球球体中，旋转构件的具体形状、个数、所处位置并不是一成不变的，我们可以从美观和生产方便角度出发设计出千变万化的不同形状的旋转构件，还可以同时在不同位置采用不同类型的旋转构件。只要在功能上起到使球体旋转或促进旋转的作用，而重量上又符合实际需要，就可以达到同样的目的。调整旋转构件和球裙的位置、结构类型和大小就可以制作出很多种性能优越的羽毛球。

本发明至少包含四个重要的创新点：一是将旋转构件从球裙中分离独立出来，使原本无法实现的生产工艺得以实现，并且使整球重量和重量分布在一定程度上可以按需要进行控制，从而使综合性能可以媲美鹅鸭羽毛球的人工材料羽毛球具有了得以实现的基础；二是设计了效率更高的新结构旋转风阻面，在本发明的优选实施例中，旋转构件都有一个长条形的倾斜旋转风阻面，这种风阻面可以在大大缩小总面积的情况下，却成倍的提高旋转风阻力，尤其是包含两个互成夹角的风阻面的旋转构件，效果最好；三是进一步采用无纺布、涤丝纺布或发泡塑料膜片等轻质高强膜布料制成独立配件式的整体球裙，使得球裙的重量减轻、正面风阻力提升、而生产工艺却大大简化；四、进一步采取模块化设计思想，把球裙支杆整合成一个球体底座，使生产更简单而性能更有保障。因此，本发明是系统性的创新，并非简单的一点突破。

人工材料羽毛球一直不能全面取代天然鹅鸭毛羽毛球，关键问题就是其综合性能上难以取得突破。不是整球重量超重就是重量分布不合理、或者不是轴向风阻力太小就是绕轴风阻力太小，导致飞行性能有缺陷。采用分别独立设置的球裙和旋转构件后，不同部位的构件可以采用不同的材料或工艺来制作，可以根据其性能要求对其进行区别设计和制造，从而可以在减轻其重量的条件下大大提高轴向风阻力和绕轴旋转力，同时更有利于控制其总重量和重心位置，并使重量分布更合理，从而充分保证羽毛球的整体性能。

总之，独立设置、效率更高的旋转构件是人工材料羽毛球取得性能突破的一个关键，在这种设计思维指导下，可以设计制造出很多种综合性能很好的羽毛球。采用本发明的技术方案后，使人工材料羽毛球取代天然鹅鸭毛羽毛球的步伐又前进了一大步。手工制作的本发明羽毛球样品完全证实了这一点，在性能上取得了质的飞跃，有望打破困扰业界二十多年的技术难题。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是一种本发明的羽毛球示意图，带有多个翼片式旋转构件。

图2是本发明薄片状旋转构件的放大示意图。

图3是另一种本发明的羽毛球示意图，带有瓶盖状旋转构件。

图4是一个独立成型的旋转构件示意图，包括一个加固圈和一个包含数个凹槽的圆锥环形片体。

图5是一个独立成型的旋转构件示意图，包括两个加固圈和数个旋转翼片。

图6是两个加固圈和旋转翼片一体的旋转构件的俯视图。

图7是两个加固圈和旋转翼片一体的旋转构件立体示意图，其旋转风阻翼片含有两个风阻面，两个风阻面间互成一夹角。

图8是安装了旋转构件的一种羽毛球示意图，旋转构件是两个加固圈上有数个旋转翼片的类型，球裙是一个整体。

图9是一种本发明的羽毛球示意图，球裙是独立构件，并有位于羽毛球腰部位置的壁面式旋转构件。

图10是一种本发明羽毛球示意图，球裙是独立构件，并有位于球体顶端的壁面式旋转构件。

图11是一种本发明羽毛球示意图，球裙是独立构件，并有位于羽毛球顶端的壁面式旋转构件。

图12是一种本发明的羽毛球示意图，球裙是独立构件，并有位于羽毛球顶端的壁面式旋转构件。

图13是一种本发明的羽毛球示意图，球裙是独立构件，并有位于羽毛球顶端的壁面式旋转构件。

图14是一种本发明的羽毛球示意图，球裙是独立构件，并有位于羽毛球顶端的翼片式旋转构件。

图15是一种羽毛球球体底座示意图。

图16是图7的旋转构件安装到图15的羽毛球球体底座后得到的羽毛球球体示意图。

图17是一种独立的旋转构件示意图。

图18是另一种羽毛球球体底座示意图。

图19是图18所示的羽毛球球体底座俯视图。

图20是一种球裙辅助支撑件的俯视图。

图21是将图17所示的旋转构件、图18所示的羽毛球球体底座和图20所示的球裙辅助支撑件结合后的羽毛球球体示意图。

图22一种本发明的羽毛球球体示意图，在球体腰部具有壁面式旋转构件。

图23是一种本发明的羽毛球球体示意图，在球体顶端具有壁面式旋转构件。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，羽毛球包括球头11、球裙12、球裙支杆13、加固圈14和旋转构件15，球裙12和球裙支杆13由15或16根人工羽毛构成；旋转构件15是一种长条形薄片材料。

如图2所示，选用尼龙作为制作旋转构件15的材料，采用塑料注塑的生产工艺，生产出两头带小孔的薄片状旋转构件15。安装时，将球裙支杆13穿过旋转构件15的拉环小孔，再插入球头11固定。要注意的是，每根球裙支杆13要穿过两个旋转构件15的拉环小孔，分别是两个旋转构件15的高位孔和低位孔。制作线圈14，其中两道线圈14分别压住旋转构件15的两头，使其进一步固定。

实施例2

如图3所示，羽毛球包括球头11、球裙12、球裙支杆13、加固圈14和旋转构件15，球裙12和球裙支杆13由15或16根人工羽毛构成。

旋转构件15是独立成型的构件，包括一个瓶盖状构件和数个旋转翼片152。可以选用尼龙作为制作旋转构件的材料，采用塑料注塑的生产工艺。为减轻重量，盖底中心是洞穿的。盖底四周共有16个小圆孔，供球裙支杆插过。将这个旋转构件15紧扣在球头11上，然后安装人工羽毛及加固圈14。

实施例3

本实施例羽毛球包括球头、球裙、球裙支杆、加固圈和旋转构件。

如图4所示，是本发明羽毛球所包含的独立成型的旋转构件，包括一个加固圈14和一个包含有16个倾斜凹槽的圆锥环形片体。凹槽的底面形成低位曲面，片体本体则构成高位曲面，高位面和低位面之间形成两个连接壁面，也就是凹槽的左右两个槽壁，其中之一就构成所述的旋转风阻壁面153。在羽毛球向前飞行时，这个旋转风阻壁面153倾斜迎向空气流，形成绕轴风阻力，促使羽毛球绕轴旋转。这种倾斜凹槽的形状、大小、倾斜角度及数量可以视实际需要进行调整。图中粗体黑线是立体图形的视觉辅助线。

加固圈14上有圆孔，安装时供球裙支杆穿过。可以选用尼龙作为制作旋转构件的材料，采用塑料注塑的生产工艺。生产羽毛球时，将球裙支杆穿过旋转构件后再插在球头上。在羽毛球腰部位置紧挨旋转构件上缘再增加另一道加固圈。这种旋转构件可以紧挨着球头安装，也可以安装在球裙支杆的腰部位置上。在不同位置上安装的旋转构件，其加固圈14的尺寸要做相应调整。

可以在这种圆锥环形片体上增加少数几个穿透孔，以减轻其重量。所述旋转构件也可以采用台阶式、凹坑式、波浪体、反向凹槽式或反向凹坑式的结构形式。

实施例4

羽毛球包括球头11、球裙12、球裙支杆13和旋转构件15。

如图5所示，旋转构件15是独立成型的构件，包括两个加固圈14和十多个旋转翼片152，加固圈14上有圆孔，安装时供球裙支杆13穿过。可以选用尼龙作为制作旋转构件15的材料，采用塑料注塑的生产工艺。图中粗体黑线是立体图形的视觉辅助线。

图6是这种旋转构件15的俯视图，旋转翼片152的一个风阻面和加固圈14的圆环面之间形成一条交接线，这条交接线和加固圈14的圆周线之间形成一个角度A。这个角度A就相当于该风阻面和羽毛球圆锥面所形成的偏转角A。

图8是安装这种旋转构件15的羽毛球示意图，旋转翼片152的一个旋转风阻面和羽毛球的横截面之间形成一个绕轴方向的倾斜角B。

生产羽毛球时，将球裙支杆13穿过旋转构件15后再插在球头11上。这种旋转构件可以紧挨着球头11安装，也可以安装在球裙支杆13的腰部位置上。在不同位置上安装的旋转构件，其尺寸要做相应调整。

实施例5

羽毛球包括球头11、球裙12、球裙支杆13和旋转构件15。

如图7所示，旋转构件15是独立成型的构件，包括两个加固圈14和十多个个旋转翼片152，旋转翼片152包含两个互成夹角的风阻面。两个风阻面间形成一个夹角C，并且至少其中一个风阻面和羽毛球圆锥面之间形成一个偏转角。图中粗体黑线是立体图形的视觉辅助线。

这种结构使旋转风阻力更大，羽毛球的旋转速度更快。可以选用尼龙作为制作旋转构件15的材料，采用塑料注塑的生产工艺。在保证足够绕轴风阻力的前提下，可以在这种旋转翼片152上增加少数几个穿透孔，以减轻重量。

图8是安装这种旋转构件15的羽毛球示意图，羽毛球的球裙支杆是16根独立的高强细棒材。旋转翼片152的一个风阻面和羽毛球的横截面之间形成一个绕轴方向的倾斜角B。在旋转风阻面积足够大，并且和羽毛球圆锥面的偏转角大小合适时，这种旋转翼片152可以不必左右倾斜，也可以提供充足的绕轴旋转力。

实施例6

如图9所示，羽毛球包括球头11、球裙12、球裙支杆13和旋转构件，其中球裙支杆13、加固圈14以及旋转构件是一体结构。壁面式旋转构件位于羽毛球的腰部位置，由8个片体构成，每个片体上含有台阶式的高低面，高位面和低位面之间的连接壁面就是所述的旋转风阻壁面153。这种旋转风阻壁面153和羽毛球的圆锥面之间存在一个偏转角，同时，该风阻面还和羽毛球的横截面之间存在一个绕轴方向的倾斜角。图中粗体黑线是立体图形的视觉辅助线。

在保证足够绕轴风阻力的前提下，可以在这种含旋转风阻壁面153的片体上增加少数几个穿透孔，以减轻其重量。在旋转风阻面积足够大时，这种旋转风阻壁面153可以不必左右倾斜。

本实施例羽毛球中的旋转构件也可以采用凹坑式、凹槽式、波浪体、反向凹槽式或反向凹坑式的结构形式。羽毛球的球裙12可以采用无纺布、涤丝纺或发泡PE膜中的任一种材料制作。

实施例7

如图10所示，羽毛球包括球头11、球裙12、球裙支杆13和旋转构件，其中球裙支杆13、加固圈14以及旋转构件是一体结构。壁面式旋转构件位于球裙支杆的顶端位置，由16个片体构成，每个片体上含有凹坑式的高低面，高位面和低位面之间的连接壁面就是所述的旋转风阻壁面153。这种风阻凹坑可以是半月形的也可以是长条形的。旋转风阻壁面153和羽毛球的圆锥面之间存在一个偏转角，同时还和羽毛球的横截面之间存在一个绕轴方向的倾斜角。在羽毛球向前飞行时，这个旋转风阻壁面153倾斜迎向空气流，形成绕轴风阻力，促使羽毛球绕轴旋转。图中粗体黑线是立体图形的视觉辅助线。

在保证足够绕轴风阻力的前提下，可以在这种片体上增加少数几个穿透孔，以减轻其重量。在旋转风阻面积足够大时，这种旋转风阻壁面153可以不必左右倾斜。

本实施例羽毛球中的旋转构件也可以采用台阶式、凹槽式、波浪体、反向凹槽式或反向凹坑式的结构形式。羽毛球的球裙12可以采用无纺布、涤丝纺或发泡PE膜中的任一种材料制作。

实施例8

如图11所示，羽毛球包括球头11、球裙12、球裙支杆13和旋转构件15，其中球裙支杆13、加固圈14以及旋转构件15是一体结构。壁面式旋转构件15位于球裙支杆13的腰部位置，是一个包含有16个凹槽的圆锥环形片体，凹槽的底面形成低位曲面，片体本体则构成高位曲面，高位面和低位面之间形成两个连接壁面，也就是凹槽的左右两个槽壁，其中倾斜面向左下方的凹槽壁面就是所述的旋转风阻壁面153。在羽毛球向前飞行时，这个旋转风阻壁面153倾斜迎向空气流，形成绕轴风阻力，促使羽毛球绕轴旋转。这种倾斜凹槽的形状、大小、倾斜角度及数量可以视实际需要进行调整。在旋转风阻面积足够大时，这种旋转风阻壁面153可以不必左右倾斜。

该羽毛球的球裙12可以采用无纺布、涤丝纺或发泡PE膜中的任一种材料制作。在保证足够绕轴风阻力的前提下，可以在这种含凹槽的翼片片体上增加少数几个穿透孔，以减轻其重量。所述旋转构件也可以采用台阶式、凹坑式、波浪体、反向凹槽式或反向凹坑式的结构形式。

实施例9

如图12所示，羽毛球包括球头11、球裙12、球裙支杆13和旋转构件15，其中球裙支杆13、加固圈14以及旋转构件15是一体结构。壁面式旋转构件15位于球裙支杆13的顶端位置，是包含有16个反向凹槽的圆锥环形片体。从球体正面看，这种反向凹槽的槽顶形成高位曲面，片体本体则构成低位曲面，高位面和低位面之间形成两个连接壁面，也就是反向凹槽的左右两个外槽壁。其中面向左下方的外槽壁面就是所述的旋转风阻壁面153。在羽毛球向前飞行时，这个旋转风阻壁面153倾斜迎向空气流，形成绕轴风阻力，促使羽毛球绕轴旋转。这种反向倾斜凹槽的形状、大小、倾斜角度及数量可以视实际需要进行调整。在旋转风阻面积足够大时，这种旋转风阻壁面153可以不必左右倾斜。

本实施例羽毛球的旋转构件也可以采用台阶式、凹坑式、波浪体、凹槽式或反向凹坑式的结构形式。羽毛球的球裙12可以采用无纺布、涤丝纺或发泡PE膜中的任一种材料制作。

实施例10

如图13所示，羽毛球包括球头11、球裙12、球裙支杆13和旋转构件15，其中球裙支杆13、加固圈14以及旋转构件15是一体结构。壁面式旋转构件15位于球裙支杆13的顶端位置，是包含有16个波浪体的圆锥环形片体，波浪体的顶部形成高位曲面，底部则形成低位曲面，高位面和低位面之间形成的连接壁面就是所述的旋转风阻壁面153。在羽毛球向前飞行时，这个旋转风阻壁面153倾斜迎向空气流，形成绕轴风阻力，促使羽毛球绕轴旋转。这种波浪体的形状、大小、倾斜角度及数量可以视实际需要进行调整。在旋转风阻面积足够大时，这种旋转风阻壁面153可以不必左右倾斜。

本实施例羽毛球的旋转构件也可以采用台阶式、凹坑式、凹槽式、反向凹槽式或反向凹坑式的结构形式。羽毛球的球裙12可以采用无纺布、涤丝纺或发泡PE膜中的任一种材料制作。

实施例11

如图14所示，羽毛球包括球头11、球裙12、球裙支杆13和旋转构件15，其中球裙支杆13、加固圈14以及旋转构件15是一体结构。旋转构件15位于球裙支杆13的顶端位置，由16个翼片构成，每个翼片和羽毛球的圆锥面形成一个偏转角度，本实施例的翼片并不一定要和羽毛球的横截面形成倾斜角。图中粗体黑线是图形的视觉辅助线，不是本实施例羽毛球的轮廓线。

该羽毛球的球裙12可以采用无纺布、涤丝纺或发泡PE膜中的任一种材料制作。

实施例12

本实施例的羽毛球，包括球头、球体底座、旋转构件和球裙四个分体构件，其中球体底座和旋转构件可以采用塑料注射成型，球裙可以采用无纺布制作。

图15所示是这种羽毛球的球体底座示意图，包括一个球头连接体16和16根球裙支杆13。图16所示是图7所示旋转构件和图15所示球体底座的装配球体图。

安装方法是：将图15所示球体底座的16根球裙支杆13往中心弯拢，并分别穿过图7所示旋转构件的16个小孔，然后分别安装上球头和球裙即可制成一个羽毛球。

实施例13

本实施例是一种含有旋转构件的羽毛球。

该羽毛球，包括球头、球体底座、旋转构件、球裙辅助支撑件和球裙5个分体构件，其中球体底座、旋转构件和球裙辅助支撑件可以采用塑料注射成型，球裙可以采用无纺布制作。

图17所示是旋转构件示意图，包括两个加固圈14和16片旋转翼片152。小加固圈上有16个小孔，大加固圈没有小孔，每个旋转翼片152含有两个互成夹角的风阻面。两个风阻面和大加固圈的连接处形成了加固圈圆周上向内的三角形凸起，这个三角形凸起正好和图20所示的球裙辅助支撑件上加固圈外边缘上的三角形凹进结构相配合。

图18所示是这种羽毛球的球体底座的正面图，图19是该球体底座的俯视图。球体底座包括一个球头连接体16和16根球裙支杆13，其中8根全长、另8根半长。

图20是球裙辅助支撑件的俯视图。球裙辅助支撑件包括3道加固圈14和8根半长的球裙支杆13。其中位置最低的主加固圈14包含有16个小孔，其外圆周上有三角形的凹进结构，这种凹进结构正好和图17所示旋转构件的大加固圈14内圆周上的三角形凸起结构相互补。这种球裙辅助支撑件也可以只要一个加固圈。

图21是将上述球体底座、旋转构件、球裙辅助支撑件安装在一起构成的一个羽毛球球体。安装方法是：先将球体底座的8根全长球裙支杆13往中心弯拢，并分别穿过旋转构件小圈上的8个小孔，安装到位后，另8根半长的球裙支杆13也正好穿过旋转构件的其余8个小孔。再次将球体底座的8根全长球裙支杆13往中心弯拢，并分别穿过球裙辅助支撑件上的8个小孔，安装到位后，另8根半长的球裙支杆13又正好穿过球裙辅助支撑件的其余8个小孔。球裙辅助支撑件和旋转构件通过相配合的加固圈互相卡紧。这样就做成了一个完整的羽毛球球体。

在上述做成的球体上再分别安装上球头和球裙即可制成一个羽毛球。

实施例14

本实施例是一种含有旋转构件的羽毛球球体。

如图22所示，是一个球裙支杆13、加固圈14、球头连接体16和旋转构件15一体结构的羽毛球球体。旋转构件位于羽毛球球体的腰部位置上。旋转构件是一个包含有16个倾斜台阶式结构的片体，台阶结构形成一个高位面和一个低位曲面，高低面之间的连接壁面构成旋转风阻壁面153。在羽毛球向前飞行时，这个旋转风阻壁面153倾斜迎向空气流，形成绕轴风阻力，促使羽毛球绕轴旋转。该羽毛球的球体可以采用尼龙塑料制作，再安装球头和球裙即可制成一个羽毛球。

本实施例球体中的旋转构件同样可以采用凹坑式、凹槽式、波浪体、反向凹槽式或反向凹坑式的结构形式。

实施例15

本实施例是一种含有旋转构件的羽毛球球体。

如图23所示，是一个球裙支杆13、加固圈14、球头连接体16和旋转构件15一体结构的羽毛球球体。旋转构件位于羽毛球的上端部位置上，所述旋转构件，是一个包含有16个凹槽的圆锥环形片体，凹槽底部形成低位曲面，片体本体形成高位面，高位面和低位面之间的连接壁面就是所述的旋转风阻壁面153。这种旋转风阻壁面153和羽毛球的圆锥面之间存在一个偏转角，同时，该风阻面还和羽毛球的横截面之间存在一个绕轴方向的倾斜角。在保证足够绕轴风阻力的前提下，可以在这种含旋转风阻壁面153的片体上增加少数几个穿透孔，以减轻其重量。该羽毛球的球体可以采用尼龙塑料制作，再将球头安装上去即可制成一个羽毛球。

本实施例球体中的旋转构件同样可以采用台阶式、凹坑式、波浪体、反向凹槽式或反向凹坑式的结构形式。

Claims (12)

1.一种羽毛球，包括球头(11)、球裙(12)和球裙支杆(13)，其特征在于：该羽毛球还包含有不依附于球裙(12)的旋转构件(15)，所述旋转构件(15)专门用来在羽毛球飞行时使球体旋转或促进球体旋转，所述旋转构件(15)设置在球头(11)和球裙(12)之间的羽毛球腰部位置上、或者设置在球裙(12)上方的羽毛球顶部位置上、或者安装在球头(11)上。

2.如权利要求1所述的羽毛球，其特征在于：所述旋转构件(15)包含数个旋转风阻翼片(152)，所述旋转风阻翼片(152)至少包含一个旋转风阻面，所述风阻面是指羽毛球向前飞行时迎向空气流，从而能产生风阻力的实体平面或曲面；能产生绕轴风阻力的风阻面就叫旋转风阻面。

3.如权利要求2所述的羽毛球，其特征在于：所述旋转风阻翼片(152)包括两个风阻面，两个风阻面的一边连接在一起，互相之间形成一个夹角(C)；在互成夹角的两个风阻面中，至少一个风阻面是旋转风阻面。

4.如权利要求1所述的羽毛球，其特征在于：所述旋转构件至少包含两个相互间有高低落差的平面或曲面，高位面和低位面之间至少形成一个旋转风阻壁面(153)。

5.如权利要求1至4中任一项所述的羽毛球，其特征在于：所述旋转构件(15)是一个独立成型的配件。

6.如权利要求5所述的羽毛球，其特征在于：所述旋转构件(15)还包括一道或两道加固圈(14)。

7.如权利要求1至4中任一项所述的羽毛球，其特征在于：该羽毛球的全部球裙(12)或部分球裙(12)是独立成型的配件。

8.如权利要求1至4中任一项所述的羽毛球，其特征在于：所述旋转构件(15)和球裙支杆(13)是一体结构。

9.如权利要求1、2、3、4或6所述的羽毛球，其特征在于：所述旋转构件所包含的旋转风阻面和羽毛球的横截面之间存在一个小于80度的绕轴方向的倾斜角(B)。

10.一种羽毛球，包括球头、球体底座、旋转构件和球裙四个分体构件；球体底座又包括数根球裙支杆(13)和一个球头连接体(16)，球裙支杆(13)的一头固定于球头连接体(16)上，并向同一边沿一锥体面扩散排列；球体底座通过球头连接体(16)和球头相连接，旋转构件和球裙安装在球体底座的球裙支杆(13)上。

11.如权利要求10所述的羽毛球，其特征在于：该羽毛球还包括有球裙辅助支撑件，所述球裙辅助支撑件又包括加固圈(14)和数根球裙支杆(13)，旋转构件(15)和球裙辅助支撑件安装在球体底座的球裙支杆(13)上，球裙再安装在球体底座和球裙辅助支撑件的球裙支杆(13)上。

12.一种羽毛球球体，包括数根球裙支杆(13)、加固圈(14)和球头连接体(16)，球裙支杆(13)的一头固定于球头连接体(16)上，并向同一边沿一锥体面扩散排列，球裙支杆(13)通过加固圈(14)来进一步固定并保持相互间的距离，其特征在于：该羽毛球球体还包含有可以在羽毛球飞行时使球体旋转或促进球体旋转的旋转构件(15)，所述旋转构件(15)至少包含两个相互间有高低落差的平面或曲面，高位面和低位面之间至少形成一个旋转风阻壁面(153)。

Images